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1、冰蓄冷空调系统中泵的设置摘 要:对冰蓄冷空调系统中采用一次泵系统与二次泵系统进行了分析.指出即使采用恒流量泵,冰蓄冷空调中二次泵系统也要比一次泵系统节能,而且初投资增加不大,回收期短,是一种控制简单、切实可行的泵的设置方式.关键词:冰蓄冷空调;泵系统;节能;初投资 空调系统中泵的设置有两种型式:一次泵系统75%负荷占全年制冷时间的10%;75%~50%负荷和二次泵系统.一次泵系统也称之为单式泵系统,其占全年制冷时间的50%;50%~25%负荷占全年制特点是冷源侧与负荷侧合用一组循环泵.由于目前冷时间的
2、30%;小于25%负荷占全年制冷时间的[1]的冷源大都要求定流量运行,因此,一次泵系统中不10%.而文献关于空调负荷的时频数的研究发能调节泵的流量.当冷负荷减少,负荷部分所需的流现,小于以及等于50%负荷率出现的时间占整个空量也减少时,只能通过三通调节阀和旁通管进行分调时间的83.8%,50%以上的负荷率出现的时频数流,但流经泵与冷源的流量维持不变.二次泵系统也仅为16.2%.从这些有关的数据可知,空调系统绝称复式泵系统,其特点是冷源侧与负荷侧分别配置大部分的时间是部分负荷运行.空调系统中泵的能[3]循
3、环泵.冷源侧的循环泵称为一级泵,只承担冷源部耗约占空调系统总能耗的15%~20%,因此泵的分的阻力损失,且定流量运行以满足冷源的要求.负节能潜力较大.在空调工程设计阶段,如何在空调系荷侧的循环泵为二级泵承担系统内除了冷源部分以统的管道布置与泵的设置时考虑冷负荷的变化,减外的阻力损失,还可根据负荷的变化来改变泵的流少部分负荷时的泵的电耗,是设计人员的首要工作.量,节省泵的能耗,同时由于系统的阻力损失由两组泵承担,系统承受的总压力低.二次泵系统将冷源侧2冰蓄冷空调中采用一次泵系统和二与负荷侧的泵分开设置后,
4、既可使冷源侧的一级泵次泵系统定流量运行,又可随着冷负荷的减少而改变二级泵2.1冰蓄冷空调中的管道布置与泵的设置的流量,降低其电功率,达到节能的目的.二级泵可冰蓄冷空调的布置方式有串联、并联之分.可以采用变流量泵或恒流量泵.一次泵系统浪费能量,初采用的蓄冰设备的类型有内融冰、外融冰、封装冰和投资小;二次泵系统节能,初投资大.动态制冰滑落式4种.布置方式与蓄冰设备的类型1空调负荷的不稳定性会影响到管道布置与泵的设置.冰蓄冷空调除了动态制冰滑落式外,都采用乙二醇溶液作为载冷剂,可由于气候等因素的变化,空调冷负
5、荷是动态变能会同时出现乙二醇溶液系统和冷水系统.化的,并不是始终维持最大的冷负荷.部分负荷的分冰蓄冷空调采用部分蓄冷策略时,有以下几种布规律,ARI-550标准[1]中采用值如下:100%~运行模式:释供模式 所有的冷负荷都通过融冰释冷来满足,制冷机不需要投入运行.直供模式 由双工况制冷机直接供冷承担冷负.荷,蓄冰设备不释冷.3式中:q为泵的流量,m/s;qmax为最大小时冷负V联合供冷模式 建筑物的冷负荷是由制冷机与荷,kW;ρy,cpy为分别为乙二醇溶液的平均体积密蓄冰设备共同承担,二者同时供冷.度
6、,kg/m3,平均质量热容,kJ/kg·K;Δt为乙二醇溶充冷模式 双工况制冷机以制冰工况运行,对液的供、回液温差,℃.蓄冰设备充冷.H=Hev+Hstorage+Hre+HP(2)直供、释供、联合供冷以及充冷时,环路中的阻式中:H为泵的扬程,kPa;Hev为双工况制冷机蒸发力损失是不相同的.这就使得采用二次泵系统可能器的阻力损失,kPa;Hre为热交换器的阻力损失,比一次泵系统节能.kPa;Hstorage为蓄冰设备的阻力损失,kPa;Hp为整个内融冰与带密闭式贮槽的封装冰是使用较多的冰蓄冷空调系统管
7、路的阻力损失,kPa.两种蓄冰设备.这两种冰蓄冷空调系统均采用乙二L×H×ρP=(3)醇溶液作为载冷剂,而且管道布置与泵的设置基本ηP×ηm3相同.当用户(末端空调设备)与蓄冰设备直接连接式中:P为泵的电功率,kW;q为泵的流量,m/s;V时,只有乙二醇溶液系统;当用户与蓄冰设备通过热H为泵的扬程,kPa;ρ为泵输送溶液的平均体积密交换器间接连接时,既有乙二醇溶液系统,又有冷水3度,kg/m;ηP为泵的效率;ηm为泵的电机的效率.系统.其中,乙二醇溶液系统由于冰蓄冷空调可能运当有制冷机多台时,可根据“一
8、机对一泵的原行在联合供冷、直供、释供和充冷等多种运行模式则”来设置泵.中,因此泵的设置与管道布置复杂,要求高,与冷水2.3 乙二醇溶液系统采用二次泵系统系统和常规空调系统中的情况类似.实际工程中,考如图2所示,将制冷机与蓄冰设备一起视为冷虑到乙二醇溶液对环境的影响,管道的渗漏、乙二醇源部分,设置一级泵A1;热交换器部分为负荷侧,设溶液的初投资溶液处理的费用以及设备的承压等方二级泵A2.一级泵的扬程一般是承担制冷机与蓄冰面的因素,多采用通过热